DE2521067B2

DE2521067B2 - Verfahren und Vorrichtung zum Ausrichten eines elektrooptischen Entfernungsmessers anhand eines akustischen Richthilfssignals

Info

Publication number: DE2521067B2
Application number: DE19752521067
Authority: DE
Inventors: Karl-Gustav Leif Andersson; Klas Rudolf Wiklund
Original assignee: AGA AB
Current assignee: Geotronics AB
Priority date: 1974-06-05
Filing date: 1975-05-12
Publication date: 1978-05-18
Also published as: JPS5740990B2; DE2521067C3; DE2521067A1; DD118730A5; CH584902A5; JPS516054A; SE387749B

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Ausrichten eines elektrooptischen Entfernungsmessers auf einen am fernen Ende einer Meßstrecke angeordneten Reflektor für vom Entfernungsmesser ausgesandte Meßstrahlung anhand eines von der am Entfernungsmesser einfallenden reflektierten Meßstrahiung abhängigen akustischen Richthilfssignals, sowie auf eine zum Durchführen eines solcher. Verfahrens geeignete Vorrichtung.

Derart ausgestaltete Verfahren und Vorrichtungen eignen sich für eine Anwendung in Verbindung mit elektrooptischen Entfernungsmessern, bei denen ein einen Teil des Entfernungsmessers bildender Sender eine mokulierte elektromagnetische Strahlung zu einem Reflektor abstrahlt, der in einem bestimmten Abstand von dem Entfernungsmesser ausgestellt ist und eine zu messende Entfernung festlegt. Weiterhin enthält ein solcher Entfernungsmesser einen Empfänger für die am Reflektor in Richtung auf den Entfernungsmesser zurück umgelenkte Meßstrahiung, der aus dieser Strahlung ein elektrisches Signal gewinnt, das dann mit einem der ausgesandten elektromagnetischen Strahlung entsprechenden elektrischen Signal verglichen werden kann. Dieser Signalvergleich erfolgt in einer einen weiteren Teil der Entfernungsmessers bildenden Vergleichseinrichtung und erstreckt sich auf die Phasenlage bzw. die zeitliche Lage der ausgesandten elektromagnetischen Strahlung einerseits und der nach Reflexion am Reflektor einfallenden elektromagnetischen Strahlung andererseits. Aus dem Phasenunterschied bzw. dem zeitlichen Abstand im Eintreffen dieser beiden Strahlungen, der durch den Vergleich der zugehörigen elektrischen Signale ermittelbar ist, läßt sich dann ein Maß für die gesuchte Entfernung zwischen den Aufstellungsorten des Entfernungsmessers einerseits "> und des Reflektors andererseits, also ein Maß für die Länge der Meßstrecke, gewinnen.

Entfernungsmesser dieser Art sind beispielsweise in den US-PSen 34 88 585 und 36 80 101 beschrieben.
Bekannt ist weiter die Möglichkeit, ein Meßgerät mit

i" Hilfe akustischer Signale auszurichten, deren Amplitude in Abhängigkeit von der Intensität des am Empfänger des betreffenden Meßgerätes einfallenden Signals variiert Dabei ist ein gleichzeitiger Einsatz der Zieloptik einerseits und des akustischen Signals

i^r> andererseits möglich, es kann also gleichzeitig eine visuelle und eine akustische Geräteeinstellung vorgenommen werden. Auf diese Weise läßt sich zwar eine erhebliche Verkürzung der für den Ausrichtvorgang erforderlichen Zeit erzielen, jedoch läßt die erzielbare

-•ο Ausrichtgenauigkeit erheblich zu wünschen übrig, da das menschliche Ohr wegen seiner logarithmischen Charakteristik relativ unempfindlich ist gegen Änderungen in der Amplitude eines aufgefangenen akustischen Signals.

r» In der US-PS 29 76 419 ist schließlich ein Gerät beschrieben, das die Erkennung von IR-Strahlung und die Bestimmung von deren Einfallsrichtung ermöglicht. Bei diesem Gerät wird die einfallende Fremdstrahlung dem Dielektrikum eines Kondensators zugeführt, der

)<> zum frequenzbestimmenden Kreis eines von zwei identischen Oszillatoren gehört und unter der Einwirkung der einfallenden IR-Strahlung eine Kapazitätsänderung erfährt. Diese Kapazitätsänderung führt dann zu einer Änderung in der Eigenfrequenz des des einen

>> Oszillators, aus der dann eine akustische feststellbare Schwebungsfrequenz für die Kombination aus den beiden Oszillatoren resultiert, wobei diese Schwebungsfrequenz in ihrer Größe von der Intensität der Beeinflußung des strahlungsempfindlichen Dielektrikums und damit von der Intensität der einfallenden IR-Strahlung selbst bestimmt wird.

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, einen Weg aufzuzeigen, auf dem sich ein elektrooptischer Entfernungsmesser mit Hilfe eines

4"> akustischen Richthilfssignals in rascherer und gleichzeitig genauerer Weise als bisher auf einen am fernen Ende einer Meßstrecke augeordneten Reflektor für die Meßstrahlung ausrichten läßt.
Die gestellte Aufgabe wird ausgehend von einem

·"><> Verfahren der eingangs erwähnten Art erfindungsgemäß in der Weise gelöst, daß das akustische Richthilfscignal aus dem von der einfallenden reflektierten Meßstrahlung erzeugten Meßsignal selbst abgeleitet und in an sich bekannter Weise in Abhängigkeit von der

">") Intensität der einfallenden Strahlung in seiner Frequenz variiert wird, wobei die Empfindlichkeit des menschlichen Ohres für Frequenzabweichungen für die Anzeige der maximalen Intensität der einfallenden Meßstrahlung ausgenutzt wird.

w) Da das menschliche Ohr für Frequenzänderungen sehr empfindlich ist und schon sehr kleine Frequenzänderungen festzustellen vermag, läßt sich eine sehr hohe Ausrichtgenauigkeit erhalten. Besonders vorteilhaft ist das erfindungsgemäße Verfahren dann, wenn der

b^r> Entfernungsmesser als Quelle für die ausgesandte Meßstrahlung einen Laser enthält. Ein solcher Laser emittiert meist ein sehr schmales Strahlenbündel, das sich mit Hilfe der üblichen Richteinrichtungen, beispiels-

weise eines auf dem Entfernungsmesser montierten Zielfernrohres, nur schwer auf den Reflektor ausrichten IaBL Ähnliche Schwierigkeiten ergeben sich auch dann, wenn als Hilfsmittel zum Ausrichten des Entfernungsmessers ein Kontrollmesser verwendet wird, dessen Anzeige von der Intensität der einfallenden Strahlung abhängt, wobei eine korrekte Ausrichtung des Entfernungsmessers auf den Reflektor dann gegeben ist, wenn die einfallende Strahlungsintensität ein Maximum zeigt. Entsprechende Nachteile treten natürlich auch dann auf, wenn übliche Glühlampen oder Quecksilberdampflampen oder Fiuoreszenzlampen als Lichtquelle verwendet werden.

In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung kann die akustische Ausrichtung des Entfernungsmessers mit einer gleichzeitigen visuellen Ausrichtung kombiniert werden, die insbesondere mit Hilfe einer Richtoptik und/oder eines Kontrollmessers mit von der Intensität der einfallenden Meßstrahlung abhängiger Auslenkung durchgeführt werden kann.

Eine bevorzugte Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß der Entfernungsmesser zusätzlich mit einem spannungsgesteuerten Oszillator zum Erzeugen des akustischen Richthilfssignals der in Abhängigkeit von der Intensität der einfallenden Meßstrahiung variierten Frequenz ausgerüstet ist.

In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise veranschaulicht; die Figur der Zeichnung zeigt eine schematisch gehaltene Darstellung eines elektrooptischen Entfernungsmessers mit einer mit akustischen Mitteln arbeitenden Ausrichteinrichtung, wobei jeweils nur die für das Verständnis der Erfindung wesentlichen Bauteile dargestellt sind.

Der dargestellte Entfernungsmesser enthält einen Sender 1 für elektromagnetische Strahlung, der gleichzeitig die Strahlungsquelle und einen Modulator für die Modulation der ausgesandten Strahlung umfaßt. Die Strahlungsquelle im Sender 1 kann beispielsweise eine Glühlampe, eine Quecksilberlampe, ein Laser oder eine Strahlungsquelle für Infrarotstrahlung sein, wobei sich die vorgesehene Ausrichteinrichtung insbesondere bei dieser letzten Ausführungsform als von besonderem Vorteil erweist. Der Sender 1 emittiert eine Meßstrahlung 2 in Form modulierter elektromagnetischer Wellen, die am Ende der Meßstrecke an einem Reflektor 3, der bei den dargestellten Beispiel als Rechteckprisma ausgebildet ist, um 180° umgelenkt und ■> zu einem zum Entfernungsmesser gehörenden Empfänger 4 für elektromagnetische Wellen zurückreflektiert wird.

Der Empfänger 4 enthält einen Detektor für die Umwandlung der einfallenden Meßstrahlung in eine

H) elektrisches Signal. Das Modulationssignal wird dem Empfänger 4 vom Sender 1 über eine Verbindungsleitung zugeführt und bewirkt im Emfänger 4 eine Modulation des Strahlungsdetektors. Das Ausgangssignal des Strahlungsdetektors wird einer Auswertschal- > tung 5 zugeführt, in der es hinsichtlich seiner Phasenlage oder seines Eintreffzeilpunktes mit dem vom Sender 1 ausgestrahlten Signal verglichen wird, wozu die Auswertschaltung 5 über eine eigene Verbindung unmittelbar mit dem Sender 1 verbunden ist Für den

in Aufbau der Auswertschaltung 5 gibt es zahlreiche unterschiedliche Möglichkeiten; ein brauchbares Beispiel dafür ist in der US-PS 34 88 585 beschrieben.

Bei bekannten Entfernungsmessern ist für das vom Sender abgestrahlte Signal im allgemeinen kennzeich-

-'"> nend, daß seine Amplitude in Abhängigkeit von der

Intensität der am Empfänger einfallenden Strahlung in

der Weise variiert, daß die Amplitude des elektrischen

Signals mit zunehmender Strahlungsintensität zunimmt. Das Ausgangssignal des Empfängers 4 wird nicht nur

)<> der Auswerteschaltung 5, sondern auch einem spannungsgesteuerten Oszillator 6 zugeführt, dessen Ausgangssignal eine Frequenz aufweist, die in bezug auf die Amplitude des Eingangssignals für den Oszillator 6 variiert. Dieses frequenzvariable Ausgangssignal des

ii Oszillators 6 wird über einen Verstärker 7 einem Signalwandler 8 zugeführt, der dieses elektrische Signal in ein entsprechendes akustisches Signal umwandelt. Dieser Signalwandler 8 kann beispielsweise ein Lautsprecher oder auch ein Kopfhörer sein.

mi Das Ausgangssignal des Signalwandlers 8 dient dann als Richthilfe zum Ausrichten des Entfernungsmessers mit dem Sender 1 und dem Empfänger 4 auf den Reflektor 3.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Ausrichten eines elektrooptischen Entfernungsmessers auf einen am fernen Ende einer Meßstrecke angeordneten Reflektor für vom Entfernungsmesser ausgesandte MeQstrahlung anhand eines von der am Entfernungsmesser einfallenden reflektierten Meßstrahlung abhängigen akustischen Richthilfssignals, dadurch gekennzeichnet, daß das akustische Richthilfssignal aus dem von der einfallenden reflektierten Meßstrahlung erzeugten Meßsignal selbst abgeleitet und in an sich bekannter Weise in Abhängigkeit von der Intensität der einfallenden Strahlung in seiner Frequenz variiert wird wobei die Empfindlichkeit des menschlichen Ohres für Frequenzabweichungen für die Anzeige der maximalen Intensität der einfallenden Meßstrahlung ausgenutzt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die akustische Ausrichtung des Entfernungsmessers mit einer gleichzeitigen visuellen Ausrichtung kombiniert wird, die insbesondere mit Hilfe einer Richtoptik und/oder eines Kontrollmessers mit von der Intensität der einfallenden Meßstrahlung abhängiger Auslenkung durchgeführt wird.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Entfernungsmesser (1, 4, 5) zusätzlich mit einem spannungsgesteuerten Oszillator (6) zum Erzeugen des akustischen Richthilfssignals der in abhängigkeit von der Intensität der einfallenden Meßstrahlung variierten Frequenz ausgerüstet ist.